[实用新型]垂向运动装置

说明书

本实用新型公开了一种垂向运动装置，包括凸轮组件、电机组件以及运动平台，该凸轮组件包括凸轮定子和凸轮动子，该凸轮定子与该电机组件连接并在顶部设有高度变化的驱动表面，该凸轮动子与该凸轮定子配合并与该运动平台连接，通过该电机组件运动带动该凸轮定子转动从而驱动该凸轮动子沿该驱动表面滚动，以驱动该运动平台进行垂向运动。本实用新型的垂向运动装置采用直驱形式，减少了传动环节，提高了垂向的运动速度，响应较快。

技术领域

本实用新型涉及集成电路装备制造领域，具体涉及一种垂向运动装置。

背景技术

近年来，随着大规模集成电路器件集成度不断提高，工件台的精度和产率需求不断提高，尤其是垂向模块的运动的运行速度、加速度、性能以及负载能力，都在逐年不断的提高，比如光刻机设备、探针台检测领域。探针台主要应用于半导体行业、光电行业、集成电路以及元器件的质量测试等；所以，探针台不仅对垂向运动模块的精度和效率有很高的要求，而且还要求能够承受来自探针的针测压力。因此，对于结构简单、驱动垂向大负载、运动速度快的垂向运动装置的需求更是迫切。目前垂向运动装置中最常用的是楔形块机构。

比如，在某文献中，提出一种该领域的垂向运动装置方案。该实用新型的垂向装置是通过电机驱动丝杠和楔形块，同时依靠两个0.5mm厚的簧片提供往复力从而实现垂向运动。该实用新型可实现驱动垂向大负载，但结构较为复杂，传动环节较多。同时，当垂向负载变大时，垂向驱动电机的功率会增大，同时垂向的运动速度会降低。

在某专利文献中，也是利用了电机驱动楔形块运动，通过楔形块上的倾斜面推动平台相对底座上下滑动，利用导轨来进行导向。该实用新型同样可实现大负载的驱动。但同样存在结构复杂，传动环节多等问题，而且存在驱动负载和垂向运动速度难以协调等问题。

在某些文献中，利用电机和气缸结构，虽然减少了传动环节，结构比较简单，但是气缸的压力控制比较复杂，加大了运动台的设计难度。

因此，现阶段需要一种新的精密垂向运动台，既能解决传统精密垂向运动台结构复杂、传动环节多等问题，又能实现驱动垂向大负载、运动速度快、易于控制的特点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种垂向运动装置，以解决上述现有技术中存在的问题。

为了解决上述问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种垂向运动装置，所述垂向运动装置包括凸轮组件、电机组件以及运动平台，所述凸轮组件包括凸轮定子和凸轮动子，所述凸轮定子与所述电机组件连接并在顶部设有高度变化的驱动表面，所述凸轮动子与所述凸轮定子配合并与所述运动平台连接，通过所述电机组件运动带动所述凸轮定子转动从而驱动所述凸轮动子沿所述驱动表面滚动，以驱动所述运动平台进行垂向运动。

在一个实施例中，所述垂向运动装置还包括底座，所述电机组件包括电机定子和电机动子，所述电机定子与所述底座固定连接，所述电机动子与所述电机定子配合并与所述凸轮定子固定连接，所述电机动子转动时带动所述凸轮定子转动从而驱动所述凸轮动子带动所述运动平台进行垂向运动。

在一个实施例中，所述底座包括底部、内圆筒部以及外圆筒部，所述内圆筒部布置于所述外圆筒部内并从所述底部向上伸出形成，所述内圆筒部的外周壁与外圆筒部的内周壁之间形成安装凹槽，所述电机组件、轴承组件以及凸轮定子布置于所述安装凹槽内。

在一个实施例中，所述凸轮定子具有外圆筒部，所述垂向运动装置还包括轴承组件，所述轴承组件设置于所述底座的内圆筒部的外周壁和所述凸轮定子的外圆筒部的内周壁之间。

在一个实施例中，所述垂向运动装置还包括导向组件，所述导向组件连接在所述底座与所述运动平台之间，以使所述运动平台沿垂向运动。